Przed końcem dekady poznamy masę wszystkich zapachów neutrin?

Neutrina to cząstki subatomowe, których liczba we wszechświecie jest o miliard razy większa niż liczba elektronów, protonów i neutronów. Neutrino mogłoby przelecieć przez warstwę ołowiu grubości 1 roku świetlnego nie zderzając się po drodze z żadną inną cząstką. I właśnie przez to, że neutrina tak słabo wchodzą w interakcje z materią, niewiele o nich wiemy, gdyż trudno je badać.

Jednak bardzo interesują one naukowców, gdyż są tak powszechne, że mają wpływ na kształt wszechświata. Badacze w Uniwersytetu Harvarda i University of Liverpool stwierdzili właśnie, że do 2030 roku powinniśmy poznać stosunek mas wszystkich trzech zapachów (typów) neutrin.

W artykule opublikowanym na łamach Physical Review X C. A. Argüelles, P. Fernández, I. Martínez-Soler i M. Jin opisują swoje analizy dotyczące czułości obecnych i przyszłych eksperymentów, w ramach których naukowcy wykorzystują wodę lub lód oraz promieniowanie Czerenkowa do badania neutrin. Istnieją trzy zapachy neutrin: elektronowe, mionowe i taonowe. Mogą powstawać w wyniku różnych wydarzeń, na przykład podczas wybuchu supernowych i naukowcy sądzą, że zapach neutrina decyduje się w momencie jego powstania. Jednak wiemy, że cząstki te mogą zmieniać swój zapach.

Naukowcy badają neutrina powstające w akceleratorach cząstek, obserwują te, które powstają w wyniku kolizji promieniowania kosmicznego z atomami w ziemskiej atmosferze. Obserwacje takie prowadzi się zwykle z zbiornikach wodnych lub w lodzie, w których umieszcza się fotodetektory rejestrujące rozbłyski światła, do jakich dochodzi podczas rzadkich kolizji neutrin z atomami w zbiorniku. I to właśnie na tej metodzie badawczej skupili się autorzy najnowszej analizy. Stwierdzili oni, biorąc pod uwagę obecną czułość tego typu eksperymentów oraz perspektywy ich rozwoju na przyszłość, że w ciągu najbliższych sześciu lat poznamy masy wszystkich rodzajów neutrin.

Przed końcem dekady poznamy masę wszystkich zapachów neutrin?